化工原理第三章习题及答案.docx

1、化工原理第三章习题及答案第三章 机械别离一、名词解释每题2分1. 非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2. 斯托克斯式3. 球形度非球形粒子体积一样的球形颗粒的面积及球形颗粒总面积的比值4. 离心别离因数离心加速度及重力加速度的比值5. 临界直径dc离心别离器别离颗粒最小直径6过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到别离的操作7. 过滤速率单位时间所产生的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9. 过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没角度及圆周角比值二、单项选择择题每题2分1、自由沉降的意思是_。 颗粒在沉降过程中

2、受到的流体阻力可忽略不计 颗粒开场的降落速度为零，没有附加一个初始速度 颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程 D2、颗粒的沉降速度不是指_。 等速运动段的颗粒降落的速度 加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 加速运动段完毕时颗粒的降落速度 净重力重力减去浮力及流体阻力平衡时颗粒的降落速度 B3、对于恒压过滤_。 A 滤液体积增大一倍那么过滤时间增大为原来的2倍 B 滤液体积增大一倍那么过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍那么过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,那么过滤时间增大至原来的4倍 D4、恒压过滤

3、时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量_ 。 增大至原来的2倍 增大至原来的4倍增大至原来的倍 增大至原来的倍 C5、以下过滤机是连续式过滤机_。 箱式叶滤机 真空叶滤机 回转真空过滤机 板框压滤机 C6、过滤推动力一般是指_。 过滤介质两边的压差 过滤介质及滤饼构成的过滤层两边的压差 滤饼两面的压差 液体进出过滤机的压差 B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能自动地进展相应的不同操作：_。 转鼓本身 随转鼓转动的转动盘 及转动盘严密接触的固定盘 分配头 D8、非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径，它的表达式为 _。 A dp6V/A 此

4、处V为非球形颗粒的体积，A为非球形颗粒的外表积 B dp(6V/)1/3 C dp(4V/)1/2 D dp(kV/)1/3 (k为系数及非球形颗粒的形状有关) B 9、在讨论旋风别离器别离性能时，分割直径这一术语是指_。 旋风别离器效率最高时的旋风别离器的直径 旋风别离器允许的最小直径 旋风别离器能够50%别离出来的颗粒的直径 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 C10、在离心沉降中球形颗粒的沉降速度_。 只及dp, p, ,uT, r, 有关 只及 dp，p，uT，r 有关 只及 dp，p，uT，r ，g有关 只及 dp，p，uT， r ，k 有关 题中 uT 气体的圆周速度， r 旋转半径，

5、 k 别离因数 A11、降尘室没有以下优点_。 别离效率高 阻力小 构造简单 易于操作 A12、降尘室的生产能力_。 只及沉降面积A和颗粒沉降速度uT有关 及 A ， uT 及降尘室高度H有关 只及沉降面积 A 有关 只及 uT 和 H 有关 A13、回转真空过滤机的过滤介质阻力可略去不计，其生产能力为5m3/h滤液。现将转速度降低一半，其他条件不变,那么其生产能力应为_。 A 5m3/h B 3/h C 10m3/h D 3/h D14、要除去气体中含有的550的粒子。除尘效率小于75，宜选用 。 A 除尘气道 B 旋风别离器 C 离心机 D 电除尘器 B15、等压过滤的滤液累积量q及过滤时

6、间的关系为_。 B16、过滤根本方程是基于_推导出来的。 A 滤液在过滤介质中呈湍流流动 B 滤液在过滤介质中呈层流流动 C 滤液在滤渣中呈湍流流动 D 滤液在滤渣中呈层流流动 D 17、一般而言，旋风别离器长、径比大及出入口截面小时，其效率 ，阻力 。 A 高 B 低 C 大 D 小 A18、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的_。 A 2倍 B 1/2倍 C)1/倍 D 4倍 C19、在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为uT m/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，那么颗粒能在降尘室内别离的条件是：_。 A L/uH/uL

7、B L/uTH/u C L/uTH/u D L/uH/uT D20、粒子沉降受到的流体阻力_。 恒及沉降速度的平方成正比 及颗粒的外表积成正比 及颗粒的直径成正比 在滞流区及沉降速度的一次方成正比 D21、板框压滤机中，最终的滤液流率是洗涤液流率的 _。pE=pw，=w 一倍 一半 四倍 四分之一 C22、球形度形状系数恒小于或等于1，此值越小，颗粒的形状离球形越远，球形度的定义式可写为_。 A =Vp/V ，V为非球形粒子的体积， Vp 为球形粒子的体积 B =Ap/A ，A为非球形粒子的外表积, Ap为及非球形粒子体积一样的球形粒子的外表积 C =ap/a ，a 为非球形粒子的比外表积,

8、ap 为球形粒子的比外表积 D =6ap/(d) B23、“在一般过滤操作中，实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身，“滤渣就是滤饼那么_。 这两种说法都对 两种说法都不对 只有第一种说法正确 只有第二种说法正确 A24、旋风别离器的总的别离效率是指 _。 颗粒群中具有平均直径的粒子的别离效率 颗粒群中最小粒子的别离效率 不同粒级直径范围粒子别离效率之和 全部颗粒中被别离下来的局部所占的质量分率 D25、降尘室的生产能力由_决定。 A 降尘室的高度和长度 B 降尘室的高度 C 降尘室的底面积 D 降尘室的体积 C26、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，黏度增加一倍时，对

9、同一q值，过滤速率为原来的 _。A 2倍 B 1/2倍 C 1/倍 D 4倍 B27、回转真空过滤机洗涤速率及最终过滤速率之比为 。 A l B 1/2 C 1/4 D 1/3 A 28、以下说法是正确的 。 A 过滤速率及S(过滤面积)成正比 B 过滤速率及S2成正比 C 滤速率及滤液体积成正比 D 过滤速率及滤布阻力成反比 B29、板框压滤机中 。 A 框有两种不同的构造 B 板有两种不同的构造 C 框和板都有两种不同的构造 D 板和框都只有一种构造 B 30、助滤剂应具有以下性质 。 A 颗粒均匀、柔软、可压缩 B 颗粒均匀、坚硬、不可压缩 C 粒度分布广、坚硬、不可压缩 D 颗粒均匀、

10、可压缩、易变形 B三、填空题每题2分1、一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，假设空气温度由20升至50，那么其沉降速度将 。 下降 2、降尘室的生产能力及降尘室的 和 有关。 长度 宽度 3、降尘室的生产能力及降尘室的 无关。 高度 4、在除去某粒径的颗粒时，假设降尘室的高度增加一倍，那么沉降时间 。增加一倍 5、在除去某粒径的颗粒时，假设降尘室的高度增加一倍，气流速度 。减少一倍 6、在除去某粒径的颗粒时，假设降尘室的高度增加一倍，生产能力 。不变 7、在滞流(层流)区，颗粒的沉降速度及颗粒直径的 次方成正比。 2 8、在湍流区，颗粒的沉降速度及颗粒直径的 次方成正比。1/2 9、在

11、过滤的大局部时间中， 起到了主要过滤介质的作用。 滤饼 10、过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩，那么恒速过滤过程中滤液体积由Vl增多至V2=2Vl时，那么操作压差由Pl增大至P2= 。 2Pl 11、q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 /q=3740q+200 那么过滤常数K= 。 0.000535 12、q为单位过滤面积所得滤液体积V/S，qe为Ve/S，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得 /q=

12、3740q+200 那么过滤常数qe= 。 0.0535 13、最常见的间歇式过滤机有 和 。 板框过滤机 叶滤机 14、在一套板框过滤机中，板有 种构造，框 种构造。 2 1 15、板框过滤机在过滤阶段完毕的瞬间，设框已充满，那么在每一框中，滤液穿过厚度为 。框的厚度 16、板框过滤机在过滤阶段完毕的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过厚度为 。 框厚度之半 17、板框过滤机在过滤阶段完毕的瞬间，设框已充满，在洗涤时，洗涤液穿过的滤布面积等于 。 框的内面积 18、旋风别离器性能的好坏，主要以 来衡量。 临界粒径的大小 19、离心别离设备的别离因数定义式为Kc= 。 uT2/gR 或ur/

13、ut 20、当介质阻力不计时，回转真空过滤机的生产能力及转速的 次方成正比。1/2 21、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处V为 。 一个操作循环中得到的滤液体积 22、间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/，此处表示一个操作循环所需的 。总时间 23、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大的看法是否正确？ 不正确的 24、一个过滤操作周期中，“过滤时间越短，生产能力越大的看法是否正确？ 不正确的 25、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个 值。 最适宜 26、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过滤机生产能力 。最大 27、对不可压缩性滤饼dV/d正比于P的 次方，对可压

14、缩滤饼dV/d正比于P的 次方。 1 1-s 28、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，那么过滤速率为原来的 。 二分之一 29、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩，那么过滤速率增大为原来的 倍。对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，那么过滤速率增大为原来的 倍。 4 430、转鼓沉浸度是 及 的比值(1) 转鼓浸沉的外表积 转鼓的总外表积31、按Ap/A定义的球形度此处下标p代表球形粒子，最大值为 。 越小那么颗粒形状及球形相差越。 1 大32、将固体物料从液体中别离出来的离心别离方法中，最常见的有 和 。将固体物料从液体中别离出来的离心别离设备中，最常见

15、的为 。离心过滤 离心沉降 离心机33、在Stokes区，颗粒的沉降速度及颗粒直径的_次方成正比；在牛顿区，颗粒的沉降速度及颗粒直径的_次方成正比。 2 1/234、一个过滤操作周期中，“过滤时间越长生产能力越大的看法是 ， “过滤时间越短，生产能力越大的看法是 。过滤时间有一个 值， 此时过滤机生产能力为。 不正确的 不正确的 最适宜 最大35、含尘气体通过长为4m，宽为3m，高为1m的除尘室，颗粒的沉降速度为/s，那么该除尘室的生产能力为 。3/s四、问答题每题3分1、影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些？过滤介质阻力可忽略当过滤介质阻力可忽略时 可见，影响因素有：转筒的转速、浸没度、转

16、筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性。2、有一旋风别离器，在正常的速度和阻力的范围内操作，但除尘效率不够满意，现在仓库里还有一个完全一样的旋风别离器，有人建议将这台备用的旋风别离器及正在用的那一台一起并联使用，问这种措施能否提高除尘效率？为什么？不行。因为速度降低，离心惯性力减小，使除尘效率下降。3、恒压过滤时，如加大操作压力或提高滤浆温度，过滤速率会发生什么变化？为什么？由dq/dt=p/r(q+qe)知,加大操作压力，过滤速率变大。提高滤浆温度，使滤液黏度降低，过滤速率增大。4、临界直径dc 及分割直径d50 ，可以表示旋风别离器的别离性能，答复dc 及d50 的含义是什么？ dc旋风别

17、离器的别离别离颗粒最小直径; d50别离效率50%时颗粒直径5、由过滤根本方程dq/dt=p/r(q+qe)分析影响过滤速率的因素影响过滤速率的因素有：物性参数，包括悬浮液的性质、及滤饼特性r；操作参数p；设备参数qe6、试说明滤饼比阻的意义比阻r表示滤饼对过滤速率的影响，其数值的大小反映滤液通过滤饼层的难易程度。五、计算题每题10分1、某板框过滤机框空的长、宽、厚为250mm250mm20mm,框数为8, 以此过滤机恒压过滤某悬浮液,测得过滤时间为及15min时的滤液量分别为3及3，试计算过滤常数K。解：过滤面积A = 820.250.25 = 1.0 m2 2分: 1 = 8.75 min

18、 V1 = 0.15 m3 2 = 15 min V2 = 0.20 m3 V2+2VVe = KA2 4分 可得2Ve = K128.75 (1)2Ve = K1215 (2) (1)、(2)式联立,解得 K = 0.0030 m2/min = 5.010-5 m2/s 4分2、以板框压滤机恒压过滤某悬浮液，过滤面积10m2，操作压差1.96105 Pa。每一循环过滤15min得滤液3。过滤介质阻力不计。(1)该机生产能力为3/h滤液，求洗涤、装拆总共需要的时间及过滤常数K。(2)假设压差降至9.81104Pa，过滤时间及过滤量不变，其他条件不变，需多大过滤面积？设滤饼不可压缩。(3)如改用

19、回转真空过滤机，转一圈得滤液3，转速为多少才可以维持生产能力不变？解： (1) V2=KA2 即2=K10215 K=5.6510-3 m2/min又 Q= V/ 即15+w+D w+D=21.4 min 4分2V2=KA2 A2= V2/K 4分3Q=4.8/60=0.2n n-r/min n=0.4 r/min 2分3、用某叶滤机恒压过滤钛白水悬浮液。滤叶每侧过滤面积为(0.81)2m2,共10只滤叶。测得:过滤10min得滤液3；再过滤10min共得滤液3。滤饼及滤液体积比n。试问:(1)过滤至滤饼厚为21mm即停顿,过滤时间是多少(2)假设滤饼洗涤及辅助时间共45min,其生产能力是多

20、少以每小时得的滤饼体积计解：(1) V2 + 2VVe = KA2t 由题意得2 + 21.31Ve = KA210 (a)2 + 21.905Ve = KA220 (b) (a)、(b)联立,解得 KA2= 0.2076 m6/min,Ve = 0.1374 m3 3分 又 A2 = 2 过滤终了时,共得滤液量VE 2.755 m3由2E,tE = 40.2 min 3分(2) 生产能力 = nVE /(tE+tw+t辅) = 0.12.755/(40.2+45) =3.2310-3 m3/min = 0.194 m3/h(滤饼) 4分4、在3105Pa的压强差下对钛白粉在水中的悬浮液进展过

21、滤实验，测得过滤常数K=510-5m2/s、qe=3/m2，又测得滤饼体积及滤液体积之比。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机处理此料浆，过滤推动力及所用滤布也及实验用的一样。试求：1过滤至框内全部充满滤渣所需的时间；2过滤完毕，以相当于滤液量1/10的清水进展洗涤，求洗涤时间；3假设每次卸渣、重装等全部辅助操作共需15min，求每台过滤机的生产能力以每小时平均可得多少m3滤饼计。解：1所需过滤时间2238=2Vc20.02538=2 4分2洗涤时间 4分 3生产能力 滤饼/h 2分5、用板框过滤机过滤某悬浮液，一个操作周期内过滤 20分钟后共得滤液 4m3 滤饼不可压缩，介

22、质阻力可略。假设在一个周期内共用去辅助时间30分钟，求：（1）该机的生产能力2假设操作表压加倍，其它条件不变物性，过滤面积，过滤时间及辅助时间，该机生产能力提高了多少？解：滤饼不洗涤（1）4分（2）6分6、对某悬浮液进展恒压过滤。过滤时间为300s时，所得滤液体积为3，且过滤面积为1m2，恒压过滤常数K=5*10-3m2/s。假设要再得滤液体积3，那么又需过滤时间为多少？ 3分 3分 4分7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为，在2at表压下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160l，每次洗涤及装卸时间为1hr，假设介质阻力可忽略不计，求：(1)过虑常数K，洗涤速率。(2)假设表压增加一倍，

23、其他条件不变，此时生产能力为假设干？解：1 5分A=0.20.2102=22 5分故生产能力为1+1=3/h8、某板框压滤机的过滤面积为0.4 m2，在恒压下过滤某悬浮液，4hr后得滤液80 m3，过滤介质阻力可略去不计。试求：假设其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？假设其它情况不变，但操作时间缩短为2hr，可得多少滤液？假设在原表压下过滤4hr后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液及水性质相近。解：1 3分2 3分3 4分9、一小型板框过滤机，过滤面积为01m2 ，恒压过滤某一种悬浮液。得出以下过滤议程式：q +102=250+04式中q以l/m2，以分钟计。试求：1经过2496分钟获得滤液量为多少？2当操作压力加大1倍，设滤饼不可压缩同样用2496分钟将得到多少滤液量。解：1 当分时q=240L/M V=2400。1=24L (5分)2 (5分)